实验法是心理学研究一种主要的研究方法。它是指研究者人为的、有目的的控制和改变某种条件，使被试产生一定的心理活动，从而进行分析的一种研究方法。
与其他方法相比，实验法的主要优点表现在：能够较好的控制额外变量和偶然因素的影响，保持实验中所需的常量，以便精确的观察，使获得的结果便于进行定量分析和比较。
实验者在进行实验研究时，必须考虑三种变量：自变量、因变量和控制变量。自变量是使用者控制和操纵的实验条件。因变量是实验者要测量的行为和心理活动。
而控制变量是那些除了实验变量以外的可能影响结果的变量，这类变量在实验中需要设法予以控制。实验研究的目的就是探究自变量和因变量之间的因果关系。例如，要研究“噪音干扰对中学生记忆英语生词效果的影响”。噪音干扰是自变量，记忆英语生词效果是的变化是因变量，其他如饮食、睡眠时间、情绪状态等都是控制变量。
通常情况下实验室使用两组被试组作比较，其中一组是接受实验处理的“实验组”，一组是不施加实验处理的“对照组”和“控制组”。在上面的“噪音干扰对中学生记忆英语生词效果的影响”实验中，对实验组的学生进行噪音干扰，对对照组的学生保持常态，然后通过比较两组学生记忆英语生词的效果，来判断噪音干扰所起的作用。实验组和对照组唯一的差别就是噪音干扰，其他的条件两组应当保持相同。
实验法可以分为两种：实验室实验法和自然实验法。在特定的实验室中，借助各种仪器设备，严格控制各种条件而进行的实验研究叫做实验室实验。实验室实验多用于对心理过程和认知的研究，比如认知心理学研究、生理心理学研究和工程心理学研究等。
由于对实验条件进行了严格控制，运用这种方法有助于发现事物之间的因果关系，并允许人们对实验结果进行反复验证。但是，也正是因为研究者严格控制了实验条件 使实验情境带有极大的人为性质。被试处在这样的情境中，常常会意识到自己正在接受实验，这样就有可能干扰实验结果的客观性质，并影响到将实验结果应用于日常生活中。
自然实验也叫做“现场研究”或“实地研究”，是一种在实际生活中进行研究的实验方法。
例如，要研究“大脑前叶与自我意识的关系”我们不能损伤正常人的大脑前叶来做实验，否则违背了实验研究中的伦理精神，所以只能研究那些遭遇了大脑损伤的人。
自然实验把实验研究和日常生活密切结合，这在某种程度上克服了实验室实验的缺点，结果比较切合实际。因此，研究结果能推广到实验以外的情景。
但是，由于自然实验的条件控制不够严格，有些情况下额外变量和偶然因素不易排除，因此难以得到精密的实验结果。
自然实验多用于教育心理、，儿童心理学、劳动心理学、医学心理学、社会心理学和组织行为学中。
